[发明专利]电炉电极塌料引起短网不平衡的分级控制系统

摘要

本发明电炉电极塌料引起短网不平衡的分级控制系统涉及电炉电极塌料控制领域，该系统包括电流互感器CT、电压互感器PT、电流信号处理单元、电压信号处理单元、谐波及功率因数处理单元、矢量正负序分离器、分级控制器、正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器、三阶梯滞环比较器、SPWM发生电路、驱动电路和STATCOM变换器。本发明的有益效果是：该控制系统能够对电炉短网的谐波进行抑制和无功补偿，提高了短网的有功功率，减少了回路损耗，实现了节能，并优化了电能品质。

主权项

电炉电极塌料引起短网不平衡的分级控制系统，其特征在于，该系统包括电流互感器CT、电压互感器PT、电流信号处理单元、电压信号处理单元、谐波及功率因数处理单元、矢量正负序分离器、分级控制器、正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器、三阶梯滞环比较器、SPWM发生电路、驱动电路和STATCOM变换器；所述电流互感器CT与短网的三相电极相连，用于检测短网的三相电流；所述电压互感器PT与短网的三相电极相连，用于检测短网的三相电压；所述电流信号处理单元与电流互感器CT相连，用于对电流互感器CT传送的三相电流信号进行滤波、放大、限幅以及数模变换；所述电压信号处理单元与电压互感器PT相连，用于对电压互感器PT传送的三相电压信号进行滤波、放大、限幅以及数模变换；所述谐波及功率因数处理单元分别与电流互感器CT、电压互感器PT相连，用于应用q‑d级数理论方法，通过对短网电流基波和谐波的特性分析，采用电流分解、倍频变换的软测量方法，实现对短网三相基波电流、谐波电流以及功率因数的检测；所述矢量正负序分离器与谐波及功率因数处理单元相连，用于分离电网电压中的正、负序分量；所述分级控制器与矢量正负序分离器相连，用于根据传感器检测的信号分析出三相电极塌料情况下电网电压不平衡状态，从而分解出正序电流控制信号、负序电流控制信号和零序电流控制信号，输出D‑STATCOM实际控制信号，分别送给正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器；所述正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器分别将接收的正序电流控制信号、负序电流控制信号、零序电流控制信号传送给三阶梯滞环比较器；所述三阶梯滞环比较器分别与正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器相连，用于接收正序电流控制器、负序电流控制器、零序电流控制器传来的控制信号，根据计算的功率因数偏差值，结合所设定的允许补偿误差限，分别给出增加补偿容量控制信号、保持不变控制信号以及减少补偿容量的控制信号；所述SPWM发生电路与三阶梯滞环比较器相连，用于用SPWM波形控制逆变电路中IGBT的通断，使其输出的脉冲电压的面积与期望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值来调节逆变电路输出电压的频率和幅值；所述驱动电路与SPWM发生电路相连，用于在过流、短路和过压的情况下对IGBT进行保护；所述STATCOM变换器与驱动电路相连，用于将直流电压变换为交流电压，通过控制逆变器中IGBT的驱动脉冲控制交流电压的大小、频率和相位。